数字化转型视角下本研教学资源一体化系统设计论文

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　　摘 要：针对高校在本研分段式培养中,教学资源管理不统一,教学运行割裂的问题,借助数字化转型的契机,设计了本 研教学资源一体化系统,并应用到实际中。通过以上措施,理顺本研教学资源管理的业务流程,贯通本研教学运行,促进数据 互联互通,从而达到本研教学运行和资源服务一体化的目标,助力教学模式变革和数字化转型。

　　关键词：数字化转型,本研教学资源一体化,本研系统中间库


　　【Abstract】： This paper focuses on the issues of inconsistent of teaching resource management and separation of teaching operation in the cultivation of undergraduate and graduate students. With the opportunity of digital transformation, solutions of these issues are proposed by integrated management system of undergraduate and graduate teaching resources. With the implementation of those methods, teaching operation and work flow between undergraduate and graduate are connected, and data of teaching management system is interconnected. The goal of integrating teaching operation and resource services, as well as promoting the digital transformation can be achieved.

　　【Key words】： digital transformation;integrated management system of undergraduate and graduate teaching resources;intermediate database


　　0 引言

　　关于在构建“本研一体”“双一流”高校人才培养 的模式上, “双一流”建设 A 类院校已跨入本科生“升 学普及化”时代, 其中本科毕业生超半数直接升学 [1]。 作为高水平、国际化的研究型、创新型大学,上海科技 大学本科毕业生的深造率尤为突出,其中 2021 届本科 毕业生深造率达 81.98%[2]。另一方面,我国高等教育 实行本科、硕士、博士分段式培养模式,其中硕士与博士贯通培养模式比较常见,而本研一体连贯培养却有很 多的不同 [3]。在分段培养模式下,本研按照各自既定的 培养方式进行培养。而这种差异性,在高校机构设置 上,就造成了设置不同的部门进行管理。相应的在信息 系统建设上,本科教务系统和研究生系统数据不通,造 成了教学资源调度和管理的不统一,以及教学运行上的 割裂。作为创新型大学,需要统筹考虑本研教学资源一 体化,提高教学管理效率的同时,保障培养的连贯性,助力教学改革。

　　数字技术引发高等教育人才培养理念、方式和治理 体系的系统性变革 [4]。《上海市教育数字化转型实施方案 (2021-2023)》提到：“打造教育数字基座,赋能各类教 育应用发展。以数据驱动、智慧赋能深化教育‘放管服’ 改革,推动教育‘一网通办’向‘一网好办’转化”[5]。

　　为了解决本研分段式培养所造成的本研教学资源管 理上的不统一、不协调,以及本研教学运行上的割裂问 题,要借助数字化转型的契机,加快其业务流程重组, 彻底打通本研教学资源管理流程的堵点,促进数据互联 互通。本文设计了本研教学资源一体化系统,正是要理 顺本研教学资源管理的业务流程,打通本研信息系统数 据通道,实现教学资源统一管理与调度,贯通本研教学 运行。

　　1 建设目标

　　在遵循本研培养模式差异性的基础上,打通本研公 共的资源和服务,即教学资源统一管理与调度、教学运 行贯通、师生服务融合统一、本研教学过程融汇。在教 学资源上,实现统一教师信息管理、统一教室信息管 理、统一课程库管理;在教学运行上,实现统一开课管 理、统一排课管理、统一选课管理、统一考务管理、统 一成绩管理;在教学辅助上,实现全校统一课表,学生 一张课表、教师一张课表、教室一张课表等。

　　2 本研教学资源一体化系统设计

　　根据建设目标,并结合学校实际,在现有的本科生 教务系统、研究生管理系统基础上对两者进行改造,打 通两个系统之间的数据,整合两者之间的业务规则。这 样做不但继承了原有系统的业务逻辑和教学管理的特 点,还避免了大拆大建节约经济成本,也能满足教学资 源一体化管理的目标。

　　2.1 需求分析

　　本次本研教学资源一体化,重点对本研系统中有关 课程教学教务模块进行改造。涉及的对象包括教学管理 人员、授课教师、学生。教学管理人员能够通过系统进 行基础数据的维护(包括从人事系统共享过来的教师数 据、全校所有教室数据、全校统一的校历节次时间数 据、本研共享的学生基本数据)、本研共享的课程库数 据、教学大纲数据、本研共同的教学任务数据、本研统 一排课、本研统一选课数据、全校一体的课表(教室课 表、教师课表、学生课表)、本研统一考务管理、本研 统一的成绩管理等。授课教师能够查看统一的课表、统 一的选课名单、统一进行成绩登记等。学生能够通过系 统查看课表、跨层次选课、查看考试安排、查看成绩等。需求视图如图 1 所示。


　　2.2 功能设计

　　系统框架图如图 2 所示以及其业务流程图如图 3 所 示。涉及到的功能改造包括：


　　(1)对本研系统教学任务模块进行改造。本研系统 所有的教学任务都共享出来,放在中间库,要在相应的记录上标识是否本研一体的课,同时要预分给对方的选 课名额。

　　(2)对本研系统排课功能进行改造。教务员在各自 系统里进行排课,同时系统要实时进行资源的冲突校 验,其冲突校验的范围是本研全体排课数据。在排课过 程中,双方系统要实时向中间库写入排课结果数据。

　　(3)对本研系统选课功能进行改造。学生选课时, 与平时的选课没有区别,可以同时看到相应的课程和跨 层次的课程。选课结果要推到中间库。在选课过程中, 选课人数的计算要涵盖所有的选课数据。

　　(4)对本研系统排考功能进行改造。管理人员在各 自系统中进行排考,系统实时进行资源冲突校验,其校 验的范围是涵盖本研所有的记录。在排考时,实时地将 排考数据写入到中间库。

　　(5)对本研系统成绩管理模块进行改造。在成绩录 入过程中,针对本研互选的教学任务,本科开的课程在 本科教务系统里录入成绩,然后通过中间库,同步到研 究生系统里去。研究生开的课程,在研究生系统里录入 成绩,然后通过中间库同步到本科教务系统里去。

　　(6)设计开发涵盖本研数据的一体化课表。包括教 室一张课表、授课教师课表、学生课表以及教学管理人 员一张大课表。

　　2.3 数据结构设计

　　本研系统数据交互依托学校统一数据平台。在该平 台中,创建一个中间库(本系统基于 Oracle 数据库), 两边系统都可以实时读写,其数据结构需要两个系统协 商一致。为了读写方便以及应对高并发读写,在中间库 中对课程数据、教学任务数据、排课数据、选课数据、 排考数据、成绩数据按照两组表进行存储,并且两组表 的结构保持一致。本研系统数据交互如图 4 所示。具体 的数据结构如下：


　　(1)教师数据：教师表(工号、姓名、在职状态)。 本研系统都读取统一数据平台上的教师数据,其来源于 人事系统。

　　(2)教室数据： 教室表(教室 ID、教室名称、校 区代码、校区名称、教学楼代码、教学楼名称、所在楼 层、上课容量、考试容量)、教室占用表(教室 ID、教 室名称、学年、学期、占用类别码、占用类别名称、占 用日期、占用星期、占用周次、占用节次、占用开始时 间、占用结束时间)。本研系统都读取统一数据平台上 的教室数据,其来源于学校综合管理系统。教室占用数 据由本研系统排课、排考、教室借用产生的数据。

　　(3)教学日历节次：本研系统要统一教学日历和时间。目前采取的策略是由本科教务系统维护教学日历节 次数据,然后通过中间库,同步到研究生系统里去。

　　(4) 学籍数据： 学籍表(学号、姓名、培养层次、 专业、年级)。本研系统的学籍都要写入中间库,然后 供对方随时读取。

　　(5) 课程数据： 包括课程表(课程代码、课程名 称、课程英文名称、学分、跨层次选修学分、总学时、 开课单位、课程简介、学历层次、教学大纲链接)、先 修关系表(课程代码、先修课程组和关系)。针对本科 生选研究生课程或研究生选本科生的课,其学分不同 的问题, 实现的方式是在课程表中增加“跨层次选修学 分”字段。

　　(6)教学任务数据： 包括教学任务表(教学任务 ID、课程代码、学年、学期、开课单位、课程类别、起 止周、学分、总学时、本科限选人数上限、本科已选人 数、研究生限选人数上限、研究生已选人数、是否开放 对方选课)、教学任务任课教师关联表(教学任务 ID、 教职工工号)。

　　(7)排课数据： 排课结果表(排课 ID、教学任务ID、日期、周次、星期、节次、教师工号、教室 ID)。

　　(8)选课数据： 选课结果表(教学任务 ID、学 号)。在中间库中分别建两组同样的选课结果表,存储 本科和研究生的选课数据。本研学生在各自系统中进行 选课,不仅能够看到本身的课程数据,同时也能够看到 对方系统共享过来的课程数据供其选择。

　　(9)排考数据： 包括考场表(考场 ID、教学任务 ID、教室 ID、已排人数、考试日期、考试开始时间、 考试结束时间)、考场应考学生关联表(考场 ID、学 号、座位号)、考场监考教师关联表(考场 ID、教职工 工号)。在中间库中分别建两组同样的排考数据表,分 别存储本科和研究生的排考数据。

　　(10)成绩数据：成绩表(成绩 ID、教学任务 ID、 学号、成绩、绩点、跨层次选修学分)。在中间库分别 建两组同样的成绩表,存储研究生选本科课的成绩数据 和本科生选研究生课的成绩数据。本科开的课程,由授 课教师在本科教务系统里录入成绩(如果有研究生选该 门课,则数据通过中间库同步到研究生系统里)。研究 生开的课,由授课教师在研究生系统里录入成绩(如果 有本科生选该门课,则成绩数据通过中间库同步到本科 教务系统里)。

　　2.4 部署架构

　　为了应对本研学生集中选课时出现高并发情况和高 可用的要求,在部署上使用服务器集群和负载均衡技术。 本研系统各部署 3 台应用服务器,组成服务器集群,部 署架构图如图 5 所示。中间库使用 Oracle RAC 来实现 集群。同时在应用服务器前端使用硬负载均衡技术。经 过第三方性能测试,系统达到当初设计的性能目标。


　　2.5 系统实施

　　根据以上设计,针对本研教学资源一体化系统,对涉及两个系统的改造和集成。其中本科教务系统采用 Java+Oracle 技术路线, 研究生系统采用 .net framework+ SQLServer 技术路线。中间库为 Oracle。实施后,其 课程库是共享的,教学任务、排课、选课、考务、成 绩都是互联互通的。最后形成本研一套课表,如图 6 所示。


　　3 结语

　　在全国上下都在实施数字化转型的大背景下,针对 本研教学资源管理流程的堵点,以及数据孤岛情况,设 计本研教学资源一体化系统,从而达到本研教学运行和 资源服务一体化的目标。在教学管理人员、授课教师、 学生的使用过程中,发现了一些需要优化的问题,经过 不断的迭代更新,系统逐渐完善,从而方便了全校师生。


　　高等教育数字化转型过程中,要注重技术的创新应 用,文化的变革和制度的完善 [6]。本文所设计的本研教 学资源一体化系统,不仅要让全校师生能方便快捷的使 用,并以此为契机,推动高等教育数字化转型,促进高校管理模式改革,不断完善高校治理体系建设,为培养 未来创新创业人才提供技术和制度保障。

　　参考文献

　　[1] 史静寰,陈乐 .构建“本研一体”“双一流”高校人才培养 模式[J].中国高等教育,2019(1):23-26.

　　[2] 上海科技大学 .上海科技大学2021年毕业生就业质量报 告[EB/OL] .(2022-02- 14)[2022-05- 10] .https://openinfo . shanghaitech.edu.cn/2022/0214/c20a345930/page.htm.

　　[3] 闫广芬,尚宇菲 .本研贯通人才培养模式的核心要义及发展 路向[J].研究生教育研究,2020(2):34-39+73.

　　[4] 李铭,韩锡斌,李梦,等.高等教育教学数字化转型的愿景、挑 战与对策[J].中国电化教育,2022(7):23-30.

　　[5] 上海市教育委员会 .上海市教育委员会关于推进教育数字 化转型试点区建设的通知[EB/OL].(2021-11-10)[2022-02-25]. https://www.shanghai.gov.cn/gwk/search/content/93d58 4264df445dc9dc5bde9b758ca96.

　　[6] 李敏辉,李铭,曾冰然,等.后疫情时代发展中国家高等教育数 字化转型:内涵、困境与路径[J].北京工业大学学报(社会科学 版),2022.22(1):35-46.
 
 
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